第一章：Swoole结构和流程

来源地址swoole结构图
整理

一.进程

1.进程

进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，
是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。
在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；
在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。
程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体 ---------------- 来源《百度百科》

简而言之：一个进程就是一个运行的程序

2.通信

1. 管道pipe：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
2. 命名管道FIFO：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
3. 消息队列MessageQueue：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
4. 共享存储SharedMemory：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
5. 信号量Semaphore：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
6. 套接字Socket：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。
7. 信号 ( sinal ) ： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。

3.子进程与父进程

关于进程需要注意点：

• 子进程复制父进程的内存和上下文环境，复制后父进程和子进程内存空间各自独立，相互之前没有影响。
• 修改某个子进程的内存空间不会影响父进程和其他子进程的内存空间。
• 子进程会复制父进程的IO句柄（fd描述符 ）

【例如父进程通过fopen打开一个文件fopen的到一个—fd,子进程复制后同样会有这个fd，如果父进程和子进程同时对一个文件进行操作的话会造成文件混乱，需要加互斥锁】

举例：例如父进程中的变量a = 1，父进程派生子进程后子进程中的的变量a = 1,修改子进程中的变量a,对父进程没有影响。

4.共享内存

关于共享内存注意点：

• 共享内存不属于任何一个进程
• 在共享内存中分配的内存空间可以被任何进程访问
• 即使进程关闭，共享内存中的内容可以继续保留
• 可以通过ipcs -m查看共享内存 （ipcs详解）

下面是ipcs列

二.Swoole结构和流程

1.结构

2.流程

swoole基本流程

1.当有客服端请求进入到Master中，会被Main Reactor 接收到。
2.将读写操作的监听注册到对应的Reactor线程中，并通知Worker进程处理Onconnect（接收到连接的回调）
3.客户端的数据会通知对应的Reactor发送给Worker进程处理。
4.如果Worker投递任务 将数据通过管道发送给Task。Task处理完成后会发送给Worker，
5.Worker会通知Reactor发送数据给客户端。
6.当Worker出现异常关闭，Manager会重新创建一个Worker进程，保证Worker数量是固定的。

• Master:
  处理核心事件驱动(主进程)

• Reactor:
  处理TCP连接，收发数据的线程。Swoole的主线程在Accept新的连接后，会将这个连接分配给一个固定的Reactor线程，并由这个线程负责监听此socket。在socket可读时读取数据，并进行协议解析，将请求投递到Worker进程。在socket可写时将数据发送给TCP客户端。，

  • 1.负责维护客户端TCP连接、处理网络IO、处理协议、收发数据
  • 2.完全是异步非阻塞的模式
  • 3.全部为C代码，除Start/Shudown事件回调外，不执行任何PHP代码
  • 4.将TCP客户端发来的数据缓冲、拼接、拆分成完整的一个请求数据包
  • 5.Reactor以多线程的方式运行

• Manager进程:

  • 1.swoole中worker/task进程都是由Manager进程Fork并管理的。
  • 2.子进程结束运行时，manager进程负责回收此子进程，避免成为僵尸进程。并创建新的子进程
  • 3.服务器关闭时，manager进程将发送信号给所有子进程，通知子进程关闭服务
  • 4.服务器reload时，manager进程会逐个关闭/重启子进程

• Worker进程：
  处理客户端请求

  • 1.接受由Reactor线程投递的请求数据包，并执行PHP回调函数处理数据
  • 2.生成响应数据并发给Reactor线程，由Reactor线程发送给TCP客户端
  • 3.可以是异步非阻塞模式，也可以是同步阻塞模式
  • 4.Worker以多进程的方式运行

• Task进程：
  异步工作进程

  • 1.接受由Worker进程通过swoole_server->task/taskwait方法投递的任务
  • 2.处理任务，并将结果数据返回(swoole_server->finish)给Worker进程
  • 3.完全是同步阻塞模式
  • 4.TaskWorker以多进程的方式运行

Reactor、Worker、TaskWorker的关系:

可以理解为Reactor就是nginx，Worker就是php-fpm。Reactor线程异步并行地处理网络请求，然后再转发给Worker进程中去处理。Reactor和Worker间通过UnixSocket进行通信。

在php-fpm的应用中，经常会将一个任务异步投递到Redis等队列中，并在后台启动一些php进程异步地处理这些任务。Swoole提供的Worker是一套更完整的方案，将任务的投递、队列、php任务处理进程管理合为一体。通过底层提供的API可以非常简单地实现异步任务的处理。另外TaskWorker还可以在任务执行完成后，再返回一个结果反馈到Worker。

Swoole的Reactor、Worker、TaskWorker之间可以紧密的结合起来，提供更高级的使用方式。

一个更通俗的比喻，假设Server就是一个工厂，那Reactor就是销售，接受客户订单。而Worker就是工人，当销售接到订单后，Worker去工作生产出客户要的东西。而TaskWorker可以理解为行政人员，可以帮助Worker干些杂事，让Worker专心工作。

底层会为Worker进程、TaskWorker进程分配一个唯一的ID
不同的Worker和TaskWorker进程之间可以通过sendMessage接口进行通信

请求流程